本發(fā)明屬于氯化石蠟生產(chǎn)方法。具體涉及一種利用塔式設(shè)備高效生產(chǎn)氯化石蠟的新方法。

背景技術(shù)：

氯化石蠟具有揮發(fā)性低、阻燃、電絕緣性好及耐化學(xué)腐蝕等諸多優(yōu)良的理化性質(zhì)，可用作阻燃劑聚氯乙烯助增塑劑等，被廣泛用于生產(chǎn)塑料、電纜線、地板料、軟管、人造革及橡膠制品等，也可用于油漆、涂料和潤滑油等的添加劑。

國內(nèi)現(xiàn)有的氯化石蠟生產(chǎn)技術(shù)主要有3種：熱氯化法、催化氯化法、光氯化法；這3種工藝各有特點。

(1)熱氯化法以熱能來激發(fā)氯分子，使其解離成氯自由基，進而與烴類分子發(fā)生反應(yīng)，而生成各種氯衍生物。該種方法工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，國內(nèi)大部分氯化石蠟廠采用該種方法。但該種方法的裝置投資大，氯氣轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品成本高，副產(chǎn)鹽酸質(zhì)量差，后處理困難，環(huán)保難以達標(biāo)，污染環(huán)境。

(2)催化氯化法催化氯化法是利用催化劑，以降低反應(yīng)活化能，促使氯化反應(yīng)的進行。催化氯化法分為均相催化氯化和非均相催化氯化；催化劑是金屬鹵化物，但這種方法反應(yīng)速度無法控制，反應(yīng)熱無法及時移出，存在一定的危險性，很難實現(xiàn)較大的規(guī)?；a(chǎn)。(3)光氯化法以紫外光來激發(fā)氯分子，使其解離成氯自由基，進而與烴類分子發(fā)生反應(yīng)，而生成各種氯衍生物，實現(xiàn)氯化反應(yīng)。

(3)光氯化法以紫外光來激發(fā)氯分子，使其解離成氯自由基，進而與烴類分子發(fā)生反應(yīng)，而生成各種氯衍生物，實現(xiàn)氯化反應(yīng)。光氯化反應(yīng)是在液相中進行，。然而，根據(jù)雙模理論和實際生產(chǎn)經(jīng)驗，氯化石蠟的反應(yīng)過程為均相反應(yīng)，氯氣先溶解在石蠟中而后才發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氯氣向石蠟中的溶解速度小于反應(yīng)速度，即整個反應(yīng)為傳質(zhì)控制步驟。

目前生產(chǎn)中按照傳質(zhì)原理，通過增大氯氣通氣量和反應(yīng)壓力來提高反應(yīng)速率，由此導(dǎo)致尾氣中氯氣含量高、液堿消耗量大以及氯氣無組織擴散、引發(fā)安全問題等，并且反應(yīng)時間的縮短并不顯著。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)氯化石蠟的新工藝，該方法不僅可以將氯化石蠟-42和氯化石蠟-52反應(yīng)時間縮短至4-10h，且安全系數(shù)高，氯氣和液堿的消耗量低，同時產(chǎn)品的質(zhì)量可控性強，熱利用也更為合理，極大的節(jié)約了生產(chǎn)和操作成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種生產(chǎn)氯化石蠟的工藝，其工藝步驟如下：

(1)起始工序

反應(yīng)釜反應(yīng)后的液蠟通過循環(huán)泵轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中,轉(zhuǎn)移1/2后，開啟反應(yīng)釜和反應(yīng)塔之間的循環(huán)泵和紫外燈，石墨冷卻器和冷卻水降溫，并從反應(yīng)塔下部通入氯氣，氯氣加料為逐漸增大，最大不超過加料石蠟對氯氣的溶解量，轉(zhuǎn)移完畢后，向次釜中加入次釜容積的2/3的新鮮的液蠟。

(2)反應(yīng)工序

次釜中液蠟加料完畢后，增大氯氣進料量，反應(yīng)前1/2時間氯氣加料約為總加料量的2/3，后1/2時間氯氣加料約為總加料量的1/3，氯氣總加料量為加料石蠟對氯氣理論消耗量的100％-102％，保持反應(yīng)溫度80℃-100℃，物料密度達到既定相對密度后真空脫氣，真空度≤0.03MPa，冷卻后包裝為成品，將次釜中液蠟轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中開始下一循環(huán)的反應(yīng)。

(3)尾氣處理工序:

精制釜中尾氣依次經(jīng)過氯化亞鐵洗塔、三級逆流水洗塔和堿洗塔洗滌吸收。

上述工藝中，所述既定密度為氯化石蠟-42∶1.16，氯化石蠟-52∶1.25。

上述工藝中，氯氣使用量為不超過石蠟對氯氣理論消耗量的102％。

上述工藝中，反應(yīng)塔為篩板塔或者填料塔。填料選用陶瓷填料、金屬填料或者高分子填料的其中一種或幾種。

上述工藝中，紫外燈的特征波長為340nm，功率為1KW/m3反應(yīng)釜，且紫外燈放置在雙層石英套管中，石英管中通入空氣降溫。

上述工藝中，液氯汽化所產(chǎn)生的冷量通過熱交換傳遞給冷卻水。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明所述方法中，通過采用反應(yīng)釜內(nèi)催化+反應(yīng)，反應(yīng)塔內(nèi)主反應(yīng)的組合，將反應(yīng)的催化引發(fā)和強化反應(yīng)有機地結(jié)合到一起，反應(yīng)塔作為氣液兩相間接觸的傳質(zhì)設(shè)備，大大的增加了氣液兩相間的接觸表面，極大地增加了兩相間的傳質(zhì)速率，為反應(yīng)速率的進一步提高提供了堅實的基礎(chǔ)，將氯化石蠟的反應(yīng)時間降至4-10h，生產(chǎn)效率得到了進一步的提高，能耗物耗進一步得到降低，大大減少了生產(chǎn)成本。

2、本發(fā)明所述方法中，反應(yīng)過程中氯氣的加料分為兩個階段并且增加了預(yù)反應(yīng)工序，這是因為從反應(yīng)動力學(xué)來看反應(yīng)初期反應(yīng)速率快，隨著產(chǎn)品的氯含量逐步增加反應(yīng)速率逐漸減慢，對氯氣的需求量也逐漸減少。不同的加料速度既滿足了不同階段反應(yīng)的需要，又保證了氯氣供應(yīng)不過量，同時將主體反應(yīng)和預(yù)反應(yīng)分離開來，進一步縮短了反應(yīng)時間，而且預(yù)反應(yīng)可以吸收反應(yīng)尾氣中的氯氣，減少尾氣中氯氣的含量和降低氯氣單耗。通過分段加料不僅提高了系統(tǒng)的操作彈性，而且將氯氣用量由石蠟對氯氣理論消耗量的106.6％-111.3％降低至不超過102％。

3、本發(fā)明所述方法中，區(qū)別于已有技術(shù)采用0.01-0.03MPa正壓反應(yīng)促進氣液傳質(zhì)以增加反應(yīng)速率不同，塔式反應(yīng)傳質(zhì)效率較高，無需正壓促進反應(yīng)，并且得到的氯化石蠟采用真空脫氣，所以整個系統(tǒng)處于常壓或者微負壓狀態(tài)，有效地避免了氯氣向反應(yīng)系統(tǒng)外無組織的擴散，提高了工藝的安全性能。

4、本發(fā)明不僅在反應(yīng)釜上采取循環(huán)冷卻水移走反應(yīng)熱量，而且在反應(yīng)釜和反應(yīng)塔循環(huán)泵后增加了石墨冷卻器，石墨冷卻器可以快速、有效地移去循環(huán)物料中的熱量，較為精準(zhǔn)地控制反應(yīng)系統(tǒng)中的物料溫度，避免因溫度過高而引起的產(chǎn)品色澤度偏高而影響品質(zhì)的問題，使產(chǎn)品質(zhì)量變得可控。

5、本發(fā)明所述方法中，氯氣汽化所產(chǎn)生的冷量通過熱交換傳遞給冷卻水，氯氣汽化所產(chǎn)生的冷量可以帶走整個反應(yīng)系統(tǒng)中19％反應(yīng)熱，減少了部分冷卻耗能，提高冷卻效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明所述方法做進一步說明，下述各實施例說書方法的工藝流程如圖1所示，各實施例均為系統(tǒng)穩(wěn)定后的是實施例。實施例1：制備氯化石蠟-52

本實施例中，石蠟采用凈化后的液蠟，氯氣為液氯汽化產(chǎn)物，反應(yīng)塔填料為玻璃彈簧填料，氯氣總加料量為加料液蠟理論氯氣消耗量的102％。(1)起始工序

反應(yīng)釜反應(yīng)后的液蠟通過循環(huán)泵轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中,轉(zhuǎn)移1/2后，開啟反應(yīng)釜和反應(yīng)塔之間的循環(huán)泵和紫外燈，石墨冷卻器和冷卻水降溫，并從反應(yīng)塔下部通入氯氣，氯氣加料為逐漸增大，最大不超過加料石蠟對氯氣的溶解量，半小時后轉(zhuǎn)移完畢，向次釜中加入次釜容積的2/3的新鮮的液蠟。

(2)反應(yīng)工序

次釜中液蠟加料完畢后，增大氯氣進料量，保持反應(yīng)溫度不超過110℃，2h內(nèi)通入加料液蠟理論氯氣消耗量的60％，剩余的氯氣在2.5h通加完畢，此時反應(yīng)物料密度達到1.25g/ml。反應(yīng)后的氯化石蠟轉(zhuǎn)移至脫氣釜真空脫氣1h，真空度為0.005MPa，脫氣后冷卻后包裝為成品。同時將次釜中液蠟轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中開始下一循環(huán)的反應(yīng)冷卻后包裝為成品，將次釜中液蠟轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中開始下一循環(huán)的反應(yīng)。

(3)尾氣處理工序:

精制釜中尾氣依次經(jīng)過氯化亞鐵洗塔、三級逆流水洗塔和堿洗塔洗滌吸收。

本實施例中，總反應(yīng)6h后得到氯化石蠟-52。

實施例2：制備氯化石蠟-42

本實施例中，石蠟采用液蠟，氯氣為液氯汽化產(chǎn)物，反應(yīng)塔填料為陶瓷填料，氯氣總加料量為加料液蠟理論氯氣消耗量的100％。(1)起始工序

反應(yīng)釜反應(yīng)后的液蠟通過循環(huán)泵轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中,轉(zhuǎn)移1/2后，開啟反應(yīng)釜和反應(yīng)塔之間的循環(huán)泵和紫外燈，石墨冷卻器和冷卻水降溫，并從反應(yīng)塔下部通入氯氣，氯氣加料為逐漸增大，最大不超過加料石蠟對氯氣的溶解量，轉(zhuǎn)移完畢后，向次釜中加入次釜容積的2/3的新鮮的液蠟。

(2)反應(yīng)工序

次釜中新鮮液蠟加料完畢后，增大氯氣進料量。保持反應(yīng)溫度不超過110℃，1h內(nèi)通入加料液蠟理論氯氣消耗量的60％，剩余的氯氣在1.5h通加完畢，此時反應(yīng)物料密度達到1.16g/ml。反應(yīng)后的氯化石蠟轉(zhuǎn)移至脫氣釜真空脫氣1h，真空度為0.005MPa，脫氣后冷卻后包裝為成品。同時將次釜中液蠟轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中開始下一循環(huán)的反應(yīng)。

(3)尾氣處理工序:

精制釜中尾氣依次經(jīng)過氯化亞鐵洗塔、三級逆流水洗塔和堿洗塔洗滌吸收。

本實施例中，總反應(yīng)4h后得到氯化石蠟-42。